嗅覚はヒトを含む多くの生物で、食べ物の探索、危険の感知、記憶の想起、情動の発現などの生命活動に重要な役割を果たしています。匂い分子は、鼻の奥に存在する嗅細胞に発現する嗅覚受容体で受容され、その情報は嗅細胞の軸索(嗅神経)を介して脳の最も前方に位置する嗅球へと伝えられます。嗅球において多種多様な匂い分子の情報は、それらの化学構造を基本要素とした「匂い地図」として表現されています。
理研脳科学総合研究センターのシナプス分子機構研究チームは、嗅球における正確な「匂い地図」を形成するために必要な神経軸索ガイド分子「BIG-2」を発見しました。BIG-2は嗅神経でモザイク状に発現し、個々の嗅細胞ではBIG-2の発現強度と嗅覚受容体遺伝子の選択に密な対応関係のあることがわかりました。さらにBIG-2遺伝子を欠損したマウスでは、異所的な嗅神経の投射による神経ネットワークの異常が観察されました。これらの結果から、BIG-2は嗅神経が正しい標的糸球体へと投射して、正確な匂い地図を構築するのに必須な分子であることが明らかとなりました。
嗅覚系は感覚入力(匂い)と機能的出力(記憶・情動・誘引・忌避などの行動)の関係が直接的な感覚システムであり、今回の発見は生物の行動発現へと至る神経ネットワーク基盤を理解するための重要な手がかりとなると期待されます。
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